[시사브리핑 전완수 기자] SK하이닉스는 세계 최초로 4D 구조의 96단 512Gbit(기가비트) TLC(Triple Level Cell) 낸드플래시를 개발하고 연내 초도 양산에 돌입한다.
4일 SK하이닉스는 지난달 말 세계 최초로 CTF(Charge Trap Flash)와 PUC(Peri UnderCell) 기술을 결합한 4D 낸드 구조의 96단 512Gbit TLC 낸드플래시 개발에 성공했다고 밝혔다.
CTF는 전하를 부도체에 저장해 셀 간 간섭 문제를 해결한 기술로, 2D 낸드에 주로 적용되는 플로팅 게이트(Floating Gate) 기술보다 단위당 셀 면적을 줄이면서도 성능을 높일 수 있어 대부분의 3D 낸드에 적용된다.
아울러 PUC는 데이터를 저장하는 셀 영역 하부에 셀 작동을 관장하는 주변부 회로를 배치하는 기술이다.
SK하이닉스가 개발한 4D 낸드는 CTF 셀 구조와 PUC 기술을 결합한 점이 특징이다. CTF 기반의 3D 낸드 제품에 PUC 기술을 접목한 건 SK하이닉스가 사실상 처음이다.
SK하이닉스 관계자는 “업계 최고 수준의 성능과 생산성을 동시에 구현한 차별성을 강조하기 위해 이번 제품에 'CTF 기반 4D 낸드플래시'라는 이름을 붙였다”고 설명했다.
CTF 기반의 4D 낸드는 기존 72단 512Gbit 3D 낸드보다 칩 사이즈가 30% 이상 작다. 웨이퍼(Wafer)당 비트(bit) 생산은 1.5배 향상됐다. 동시 처리 가능한 데이터는 업계 최고 수준인 64KByte(킬로바이트)로 2배 늘었다.
뿐만 아니라 작은 칩 사이즈 덕에 스마트폰용 모바일 패키지에도 탑재가 가능하다. 4D 낸드 1개로 기존 256Gbit 3D 낸드 2개를 대체할 수 있다.
또한 다중 게이트 절연막 구조와 새로운 설계 기술을 도입해 I/O(정보입출구)당 데이터 전송속도를 1200Mbps(Mega bits per second)까지 높였다. 동작 전압은 1.2V(볼트)로 낮춰 전력 효율을 기존 72단 대비 150% 개선했다.
SK하이닉스는 4D 낸드로 자체 개발 컨트롤러와 펌웨어를 탑재한 최대 1TByte(테라바이트) 용량의 소비자용 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 연내 선보일 계획이다.
HP와 마이크로소프트(MS) 등 대형고객의 인증을 마친 72단 기반 기업용 SSD도 내년 96단으로 전환해 기업용 SSD 사업 경쟁력을 강화한다.
이와 함께 차세대 모바일 솔루션 시장 공략에도 박차를 가할 예정이다. SK하이닉스는 차세대 스마트폰에 채용되는 UFS(Universal Flash Storage) 3.0 제품에 4D 낸드를 적용해 내년 상반기 출시한다.
현재 모바일 시장의 주력인 256Gbit 낸드 기반 제품에 비해 획기적으로 향상된 성능과 전력 효율로 향후 5G를 포함한 모바일 기기의 고용량화·고성능화에 기여할 것이라는 설명이다.
SK하이닉스 관계자는 “향후 개발 플랫폼이 될 CTF 기반 96단 4D 제품은 업계 최고 수준의 원가경쟁력과 성능을 동시에 갖췄다”며 “연내 초도 양산을 시작하고, 최근 준공한 M15에서도 본격 양산에 돌입할 것”이라고 말했다.
